2008年，张昊唯高一时应宋庆龄基金会邀请赴乌克兰参加青年歌唱比赛，以一首《MY LOVE》在26个国家代表中获得第一名 。
张昊唯在大一时，参加了编剧彭三源的电视剧主角海选活动，从8000人里脱颖而出。该部电视剧制作方华谊兄弟公司对张昊唯等20人进行了表演培训，最终选出张昊唯等8人出演 。
2012年，参演校园青春偶像剧《青春守则》，饰演班级女生闺中密友匡义 。2013年，主演青春偶像剧《阳光警察》，在剧中饰演仗义的赵家辉 。2014年，与沈傲君合作主演现代都市剧《用一生去爱你》，他在剧中饰演感情专注的秦川 。
2015年7月4日，主演的都市喜剧《淑女涩男》开播，饰演自立自强的富二代杨豆豆 ；10月15日，参演的悬疑爱情剧《他来了，请闭眼》首播，该剧由张开宙执导，霍建华、马思纯主演，他在剧中饰演高人气校草男神苏北 ；11月26日，出演的现实题材剧《温州两家人》在央视一套播出，该剧由孔笙执导，他在剧中饰演生性老实本分的许金生 。
2017年4月24日，与张艺兴、陈都灵等人合作主演的校园爱情青春偶像剧《求婚大作战》在东方卫视首播，在剧中饰演稳重理智的暖男陈浩南，也因此剧热播而受到关注 ；12月18日，参演的古装权谋剧《琅琊榜之风起长林》开播，饰演琅琊阁阁主蔺晨最得意的弟子蔺九 。2018年，与迪丽热巴、邓伦等人合作主演都市爱情剧《一千零一夜》，在剧中饰演柏海的助理陈默 。
2019年，与孙怡主演都市青春行业剧《你好检察官》，在剧中饰演自信高傲的海归律师任天宇 ；8月11日，主演的古装爱情轻喜剧《师爷请自重》在横店开机，他所饰演的男主唐天远，是一位高冷毒舌的男神县令 ；10月，主演电视剧《他其实没有那么爱你》，剧中饰演一名无人机研发工程师Sam ；11月26日，出演的古装权谋剧《庆余年》在腾讯视频、爱奇艺首播，该剧由张若昀、陈道明主演，他在剧中饰演性格隐忍的太子李承乾 。
2020年3月7日，与张译合作主演的破案悬疑剧《重生》在优酷开播，他在剧中饰演具高职业素养的警察路铭嘉 。
2018年6月11日，加入“熊猫守护者”，助力野生动物科普公益内容的传播，实现扶贫、环保双公益 ；9月21日，关爱阿尔茨海默病老人，让爱传递。
戏外的张昊唯是一个对待作品极度认真负责的演员，前期的大量准备工作让他在诠释角色时更加的投入与饱满。在《求婚大作战》中，张昊唯不仅对剧中角色进行了还原，表演张弛有度，同时还将创作性延展，观众也被他所饰演的陈浩南深情凝望女友的戏份感动 。（网易娱乐、新浪娱乐评）
张昊唯在《温州两家人》剧中，与郭涛、袁咏仪等资深演员同台飙戏，毫不怯场。从《淑女涩男》中的暖萌富二代，到《他来了请闭眼》中的运动校草，再到《温州两家人》中的老实本分，张昊唯在连续三部作品中三个完全不同的角色，他都能演绎得栩栩如生又各有亮点，给观众留下了很深的印象 。（腾讯娱乐评）